(57)【要約】【課題】  シャッタの設置および初期化の際にシャッタに作用する応力を軽減する。【解決手段】  電動式ローラーシャッタの移動を制御するための初期化プロセスにおいて、２つの限界位置間におけるシャッタの移動を異なるセグメントに分割し、それぞれのセグメント端部に対して、当該セグメント端部と第１基準位置間の第１方向におけるシャッタ移動の持続時間と、当該セグメント端部と第２基準位置間の第２方向におけるシャッタ移動の持続時間を割り当てる。【選択図】      図１
2005061209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの限界位置間において移動するべく設計されたスクリーン（２）の移動の制御のための初期化プロセスであって、
クロック（６）、メモリ（５）、及びロジック処理ユニット（９）を具備し、前記スクリーン（２）を駆動するアクチュエータ（３）を制御する制御用の制御ユニット（４）を有し、
前記２つの限界位置間における前記スクリーンの前記移動を異なるセグメントに分割する段階と、
それぞれのセグメント端部に対して、当該セグメント端部と第１基準位置間の第１方向におけるスクリーン移動の持続時間と、当該セグメント端部と第２基準位置間の第２方向におけるスクリーン移動の持続時間を割り当てる段階と、
を有することを特徴とする初期化プロセス。
【請求項２】
前記基準位置は、前記下限及び上限位置であることを特徴とする請求項１記載の初期化プロセス。
【請求項３】
前記第１基準位置及び前記第２基準位置は、一致することを特徴とする請求項１記載の初期化プロセス。
【請求項４】
前記移動持続時間は、前記スクリーンの位置の関数として負荷の理論的曲線を含む演算アルゴリズムによって前記セグメント端部に割り当てられることを特徴とする請求項１〜３の中のいずれか１項記載の初期化プロセス。
【請求項５】
前記移動持続時間は、学習によって定められる前記スクリーンの位置の関数として前記負荷の曲線を含む演算アルゴリズムによって前記セグメント端部に割り当てられることを特徴とする請求項１〜３の中のいずれか１項記載の初期化プロセス。
【請求項６】
前記セグメントは、略同一の長さであることを特徴とする請求項１〜５の中のいずれか１項記載の初期化プロセス。
【請求項７】
前記セグメントは、前記スクリーンの負荷の変動が前記セグメントのそれぞれにおいて略一定になるように定められることを特徴とする請求項１〜６の中のいずれか１項記載の初期化プロセス。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載のプロセスによって初期化されたスクリーンの移動を制御するプロセスであって、前記スクリーンの位置は、該位置を前記基準位置から離隔させる移動持続時間によって判定され、該移動持続時間は、最後の既知の位置、この最後の位置からの移動の時間及び方向、及び前記セグメントの端部に関連付けられた移動持続時間から算出されることを特徴とする制御プロセス。
【請求項９】
前記アクチュエータは、前記スクリーンの前記限界位置に近づいた際に、減少した速度で作動する請求項８記載の制御プロセス。
【請求項１０】
２つの限界位置間において移動するべく設計されたスクリーン装置（１）であって、クロック（６）、メモリ（５）、及びロジック処理ユニット（９）を具備し前記スクリーン（２）を駆動するアクチュエータ（３）を制御する制御用の制御ユニット（４）を有し、前記ロジック処理ユニットは、請求項１〜９の中のいずれか１項記載のプロセスを実現するソフトウェア手段を有することを特徴とするスクリーン装置（１）。
【請求項１１】
安定した直流電圧を供給する電源（７）を有することを特徴とすると共に、前記アクチュエータ（３）は、温度に対する感度が低い内部抵抗を有していることを特徴とする請求項１０記載のスクリーン装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの限界位置間において移動するべく設計されたスクリーンの移動を制御するための初期化プロセス（クロック、メモリ、及びロジック処理ユニットを有し、スクリーンを駆動するアクチュエータを制御する制御用の制御ユニット）に関するものである。更に、本発明は、この初期化プロセスによって初期化されたスクリーンの移動を制御するためのプロセス、及びこれらのプロセスを実現する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽から保護し、日陰を提供すると共に、侵入に対するセキュリティを提供するべく、住居の開口部にローラーシャッタを設置することが一般的に行われている。
【０００３】
ローラーシャッタの設置と移動の制御は、いずれも、かなり複雑であって、技術者のサービスを必要とする。
【０００４】
設置手順の目的は、動作の際に、ローラーシャッタが自動停止することを要する上限及び下限位置を定め、適切に保存することである。
【０００５】
これら上限及び下限位置（即ち、移動の終端）は、例えば、位置センサ、シャッタ位置のカウント動作（例えば、コードホイールによるもの）、電流の絶対値の読み取り、タイミングの算出、又はストッパーと組み合わせたオーバートルクの検出により、検出可能である。
【０００６】
いずれの方法を採用した場合にも、その目的は、長期間にわたって正確な位置決めを維持すると共に、スクリーンの可動コンポーネント及びこれを駆動する運動力学チェーンにおける応力の生成を回避することである。
【０００７】
特許文献１には、移動時間に基づいてローラーシャッタを制御するプロセスが開示されている。最大移動時間の初期化は、ユーザーの操作に従って行われ、限界位置間において、シャッタを、まず、１つの方向に、次いで、もう１つの方向に移動させ、計測した移動持続時間をメモリ内に保存する。
【０００８】
このプロセスは、シャッタの移動が明確に定められた比例関係に従っているという前提に基づいている。しかしながら、実際には、シャッタの位置とアクチュエータの作動持続時間の関係は複雑であり、従って、この提案されたプロセスによれば、結果的に限界位置における正確な停止は実現しない。このため、ドリフトを除去するべく、定められた回数のシャッタ移動の後に、再初期化手順が必要となる。尚、移動と時間の間には、更に複雑な関係も予見されるが、この詳細な説明は省略する。
【０００９】
特許文献２は、シャッタがストッパーに到達した際にオーバートルクを検出することにより、初期化段階において、シャッタの上昇及び降下時間を計測するローラーシャッタの制御方法を提供している。計測したこれら時間のそれぞれから既定の量を減算し、結果をメモリ内に保存する。従って、ローラーシャッタの移動が、作動時間に基づいて制御されており、理論的には、上限及び下限位置に到達することはない。このプロセスにおいては、上昇と降下の速度の差を考慮するべく、三数法により、少なくともシャッタが停止するごとに、シャッタの同一位置において逆移動の際にカウンタに表示されるであろう値を数学的に算出することを提案している。オーバートルクの永続的な能動的検出により、障害物や過度なドリフトの検出が可能となる。システムの設定を狂わせるドリフトと障害物による停止については、保存されている最大値をカウンタに反映させることによって処理している。このような場合には、システムは、モーターのオーバートルクによる停止によって自身を補正する。但し、この三数法の使用は、移動の全域において速度が一定であることを前提としている。現実には、ローラーシャッタであれ、ガレージドアの場合であれ、トルク値は、非線形曲線に従っており、移動の際には、速度変動が発生することになる。従って、三数法によってもたらされるのは不正確な結果に過ぎず、この計算により、結果的に大きなドリフトが発生することになる。
【００１０】
又、これらの文献においては、アクチュエータの速度に影響を与える温度及び供給周波数の変動について言及していない。速度が変化すれば、移動を制御するタイミングが狂うことになり、現実には、終端停止検出器によって停止を実行しなければならない。従って、プロセスの目的が、シャッタ又はその運動力学チェーンに対して応力が印加される機会を減少させることにあるにも拘らず、依然として、これらのイベントが頻発することになるのである。
【００１１】
【特許文献１】欧州特許第０５７４６３７号（ＥＰ０５７４６３７）明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１１２２４０４号（ＥＰ１１２２４０４）明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、以上の問題点を軽減し、従来技術の既存のプロセスを改善するプロセスを提供することにある。本発明によれば、特に、ドリフトとスクリーン及びその運動力学駆動チェーンにおいて応力が発生する機会を極小化する方式によって、後続のスクリーンの制御を実現する初期化プロセスが提供される。このプロセスは、多様な物理特性の装置に適用可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による初期化プロセスは、次のような特徴を有している。
【００１４】
・２つの限界位置間におけるスクリーンの移動を異なるセグメントに分割する。
【００１５】
・それぞれのセグメント端部に対して、当該セグメント端部と第１基準位置間の第１方向におけるスクリーン移動の持続時間と、当該セグメント端部と第２基準位置間の第２方向におけるスクリーン移動の持続時間を割り当てる。
【００１６】
このように移動を異なるセグメントに分割することにより、移動の際にスクリーンからアクチュエータに対して作用するトルクの単純且つ正確なモデルを生成することができる。
【００１７】
初期化プロセスの様々な実施例については、従属請求項２〜７に定義されている。
【００１８】
前述のプロセスによって初期化されたスクリーンの移動を制御するプロセスによれば、スクリーンの位置を基準位置から離隔させる移動持続時間によって判定し、この移動持続時間は、最後の既知の位置、この最後の位置からの移動の時間及び方向、及びセグメントの端部に関連付けられた移動持続時間から算出される。
【００１９】
アクチュエータは、スクリーンの限界位置に近づくと、減少した速度で作動可能である。
【００２０】
本発明によるスクリーン装置においては、前述のプロセスを実現するソフトウェア手段をロジック処理ユニットが有している。
【００２１】
この装置は、安定した直流電圧を供給する電源を有することが有利であり、アクチュエータは、温度に対する感度が低い内部抵抗を有することが有利である。
【００２２】
添付の図面は、本発明によるプロセスの実施例を一例として示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明によるプロセスは、図２に示されている電動式スクリーン装置１に適用されるものであり、この装置は、電気的アクチュエータ３により、２つの限界位置間において移動するべく設計された可動コンポーネント２を主に有している。このスクリーン装置１は、例えば、ローラーシャッタ又はガレージドアによって構成可能である。
【００２４】
アクチュエータ３は、ロジック処理ユニット９、メモリ５、及びクロック６を有する制御ユニット４によって制御されている。アクチュエータ３は、好ましくは、安定した電圧（例：２４Ｖ±１Ｖ）を供給する電源７によって稼働する直流モーターを有している。いかなる環境であっても、電圧安定化電源に接続された小さな（例えば、１４Ω未満であり、好ましくは、５Ω未満の）内部抵抗を有するモーターを使用して、温度変動に対する移動速度の感度が相対的に低い可動コンポーネントを駆動する装置を構築可能である。この回転速度を制御する能力により、可動コンポーネントの正確な制御が可能となる。
【００２５】
又、本装置は、好ましくは、アクチュエータが提供するトルクを計測することによって動作する行程終端検出手段８をも有している。
【００２６】
１つの地点から別の地点に移動するための可動コンポーネントに対する命令は、アクチュエータの作動持続時間に変換される。
【００２７】
本発明によるプロセスの事前手順において、シャッタの降下時間Ｔｄｅｓｃと上昇時間Ｔａｓｃの値を正確に取得する。このシャッタの降下時間Ｔｄｅｓｃとシャッタの上昇時間Ｔａｓｃの差は、可動コンポーネントからアクチュエータに対して作用する負荷に起因するものである。この負荷は、１つの方向においては、アクチュエータに助力するが、第２の方向においては、移動に抵抗する。
【００２８】
しかしながら、アクチュエータによって駆動されるこの負荷が移動の際に変化することから、１つのストッパーからもう一方のストッパーへの移動におけるこの負荷の変化を、ＴｄｅｓｃとＴａｓｃ間のこの単純な差によって考慮することは不可能である。アクチュエータは、部分的に逆転不能な速度低減メカニズムを有するモーターから構成されている。モーターに作用する負荷は、この速度低減メカニズムの様々な効率に反映されており、これが、図５に示されている。例えば、積層羽根板を有するシャッタの場合には、上昇の際の最大の作用力は、すべての羽根板の分離が完了し、最下位の羽根板が上昇する際に得られる（最大負荷）。しかしながら、この負荷によって生成される作用力は、シャッタが完全に巻き取られるか、或いは完全に巻き出された位置にある場合には、ゼロである（又は、小さい）。
【００２９】
従って、スクリーンの移動速度は、移動の際に一定ではない。この結果、図３に示すように、作動時間とスクリーン位置の曲線は線形にはなっていない。尚、グラフをわかりやすいものにするべく、これらの偏差は誇張されている。
【００３０】
この図の上の曲線は、位置Ｐからトップ位置Ｐ0に上昇するのに必要な時間を表しており、下の曲線は、トップ位置Ｐ0から位置Ｐに降下するのに必要な時間を表している。
【００３１】
従って、移動時間のみを知ることによってシャッタの位置を正確に知るためには、これらの非線形性を考慮しなければならないことがわかる。容易に計測可能な唯一の値は、ＴａｓｃとＴｄｅｓｃである。
【００３２】
このため、本発明による初期化プロセスにおいては、まず、実際の曲線に可能な限り近い作動時間の理論的曲線を再構築する段階が必要となる。
【００３３】
このために、スクリーンの物理的な移動（この限度は、そのトップ及びボトム限界位置によって定められている）を任意に分割する。この段階は、スクリーンがそのストッパーと接触した後に稼働するアルゴリズムによって実行される（これにより、Ｔａｓｃ及びＴｄｅｓｃの計測が実現される）。このセグメント化は、図１にＰ0〜Ｐ5とマーキングされている物理位置に移動を分割することに対応している。地点Ｐ0は、スクリーンの上限位置に対応しており、地点Ｐ5は、スクリーンの下限位置に対応している。そして、地点Ｐ1〜Ｐ4は、中間地点に対応している。尚、これらの地点は、上昇及び降下移動の両方において同一である。
【００３４】
それぞれの地点Ｐxに２つの持続時間を関連付ける。第１持続時間Ｔｍxは、その地点Ｐxと第１基準位置間の第１移動方向における移動（上昇）の持続時間であり、第２持続時間Ｔｄxは、地点Ｐxと第２基準地点間の第２移動方向における持続時間である。これらの持続時間は、理論的負荷を考慮したアルゴリズムにより、Ｔａｓｃ及びＴｄｅｓｃ値のみから算出される。
【００３５】
動作の際には、本装置は、２つの基準位置に対する自身の位置を検出するべく、第１移動方向における移動持続時間のカウンタと第２移動方向における移動持続時間のカウンタを使用する。尚、これら２つの基準位置は、例えば、互いに一致してもよく、上部限界位置であってよい。これらのカウンタの内容をｔｍ（現在の位置からトップ位置に移動するのに必要な時間）とｔｄ（トップ位置から現在の位置に移動するのに必要な時間）と表記する。
【００３６】
２つの限界位置間の中間位置における停止（又は、その通過）の際に、その移動方向におけるカウンタの値をその移動方向におけるそれぞれのセグメントの時間限度と比較し、当該中間位置が位置しているセグメントと、そのセグメント内においてスクリーンが位置しているレベルを判定する。
【００３７】
セグメント内における相対的なレベルは、所与のセグメント内において消費された時間と、その移動方向においてそのセグメント端部に関連付けられた持続時間に基づいた比例規則から算出される。
【００３８】
相対的なレベルが判明したら、逆の移動方向において、この逆の移動方向に対応する基準位置に最も近いそのセグメントの端部に到達するのに必要な時間を算出することができる。
【００３９】
そして、この持続時間を、逆の移動方向においてその端部に関連付けれている値に加算し、これを使用して、逆の移動方向においてその位置を表すカウンタを更新する。
【００４０】
障害物は、スクリーンがその移動方向における最大持続時間を上回って移動したという事実、又はオーバートルクによって検出する。
【００４１】
好適な実施例においては、アクチュエータは、スクリーン移動のトップ及びボトムの第１セグメント（即ち、アプローチゾーン）において、自動的に低速に切り替わり、この結果、そのストッパーに減少したトルクで到達し、スクリーン又はその運動力学駆動チェーンに対する応力を回避する。この結果、アクチュエータが高速でストッパーに近づく場合に比べて、オーバートルクの検出を低い限度に設定可能である。これにより、障害物の検出が高感度なものになると共に、応力も回避される。
【００４２】
両方の移動方向においてスクリーンの位置を末端の基準位置から離隔させるこの持続時間は、アクチュエータが移動の際に中間地点において停止するたびに、カウンタを使用して算出可能である。但し、スクリーン移動の全域において、定期的にこの計算を実行することが好ましい。この結果、スクリーンがアプローチゾーンの１つに進入した時点を検出可能であり、アクチュエータの回転速度を減少させることができる。
【００４３】
基準位置は、下限及び／又は上限位置であってよく、重要なことは、それらの位置の場所が、両方の移動方向の使用を必要とする点にある。好適な実施例においては、トップ限界位置を使用している。
【００４４】
次に、積層羽根板を有するローラーシャッタの場合の初期化プロセス及び使用プロセスについて説明する。
【００４５】
図４からわかるように、この例においては、持続時間が、平均作動持続時間から略指数関数的に逸脱している。
【００４６】
この作動時間の曲線を再構築するべく、平均移動持続時間に対して指数補正を実行する。指数的な関係は、ｎ個の最初の整数値の合計から容易に構築され、ここで、ｎは、対象セグメントのランクである。
【００４７】
この結果、移動分割アルゴリズムは、次のようなものになる。
【００４８】
上昇の移動持続時間Ｔａｓｃと降下の移動持続時間Ｔｄｅｓｃは、初期化プロセスから判明する。
【００４９】
選択した基準位置は、両方の移動方向において上限位置である。
【００５０】
平均移動持続時間Ｔｍｅａｎは、次の式によって定義される。
【００５１】
Ｔｍｅａｎ＝（Ｔａｓｃ＋Ｔｄｅｓｃ）／２
【００５２】
平均偏差Ｍｅａｎ＿ｄｅｖは、次の式によって定義される。
【００５３】
Ｍｅａｎ＿ｄｅｖ＝（Ｔａｓｃ−Ｔｄｅｓｃ）／２
【００５４】
すべて長さが同じセグメントの選択数をｐとする。
【００５５】
ａを次のように定義する。
【００５６】
【数１】
2005061209.tif 000003
【００５７】
トップ末端位置から地点Ｐxに到達するのに必要な持続時間Ｔｄxは、次の式によって定義される。
【００５８】
【数２】
2005061209.tif 000004
【００５９】
降下方向において地点ＰxとＰx+1を離隔させる持続時間εx,x+1は、次のように定義される。
【００６０】
｛εx,x+1｝＝｛Ｔｄx+1−Ｔｄx｝x=0→p
【００６１】
同様に、地点Ｐxからトップ末端位置に到達するのに必要な持続時間Ｔｍxは、つぎの式によって定義される。
【００６２】
【数３】
2005061209.tif 000005
【００６３】
上昇方向において地点ＰxとＰx+1を離隔させる持続時間εx,x+1は、次のように定義される。
【００６４】
｛εx,x+1｝＝｛Ｔｍx+1−Ｔｍx｝x=0→p
【００６５】
制御対象の特定のスクリーン装置に応じて、セグメント端部を離隔させる移動持続時間のその他の算出アルゴリズム（即ち、テーブル）を使用することにより、様々なタイプのスクリーンごとに、様々なトルク曲線を考慮することができる。
【００６６】
異なるセグメントを定義する初期化プロセスの実行が完了した後に、第１移動方向において上限位置からスクリーンを離隔させる持続時間と、第２移動方向において上限位置からスクリーンを離隔させる持続時間により、スクリーンの位置を判定する。
【００６７】
例えば、トップ限界位置から開始して、時間ｔｄ１だけ降下方向にアクチュエータを作動させた後に、停止した際に、本装置は、スクリーンが位置しているセグメントを算出する。停止しているセグメントの限度地点が、降下方向においては、Ｔｄ２及びＴｄ３であり、上昇方向においては、Ｔｍ２及びＴｍ３であると仮定しよう。
【００６８】
シャッタをトップ地点まで戻すための時間ｔｍ１は、次のように算出される。
【００６９】
ｔｍ１＝［（ｔｄ１−Ｔｄ２）／（Ｔｄ３−Ｔｄ２）ｘ（Ｔｍ３−Ｔｍ２）］＋Ｔｍ２
【００７０】
時間ｔｄ１の後にアクチュエータが停止した場合に、シャッタは、降下方向においては、そのトップ限界位置から時間ｔｄ１だけ離隔しており、上昇方向においては、そのトップ限界位置から時間ｔｍ１だけ離隔している。
【００７１】
又、シャッタは、降下方向において、下限位置から時間Ｔｄｅｓｃ−ｔｄ１のところに位置している。
【００７２】
次いで、アクチュエータが時間ｔｍ２だけ上方に作動し、この結果、その限度が、降下方向においては、Ｔｄ１及びＴｄ２であり、上昇方向においては、Ｔｍ１及びＴｍ２である新しいセグメントにスクリーンが移動したと仮定しよう。
【００７３】
スクリーンを上昇させるための残りの新しい時間ｔｍ３は、次のとおりである。
【００７４】
ｔｍ３＝ｔｍ１−ｔｍ２
【００７５】
この段階で、スクリーンは、トップ限界位置から次に示す時間ｔｄ３のところに位置しており、これは、降下方向においては、そのボトム限界位置から時間Ｔｄｅｓｃ−ｔｄ３のところに相当する。
【００７６】
ｔｄ３＝［（（ｔｍ３−Ｔｍ１）／（Ｔｍ２−Ｔｍ１）ｘ（Ｔｄ２−Ｔｄ１）］＋Ｔｄ１
【００７７】
尚、地点Ｐx及びＰx+1を引き離す持続時間εx,x+1からもスクリーンの位置を算出可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】可動コンポーネントの移動を異なるセグメントに分割する方法を示す図である。
【図２】本発明によるプロセスを実行する能力を有する電動式スクリーン装置の図である。
【図３】移動の両方向におけるアクチュエータが作動する時間の長さとスクリーンの位置の関係をグラフの形態で示している。
【図４】前図に示されている作動持続時間と平均移動持続時間の差をスクリーンの位置の関数として示すグラフである。
【図５】アクチュエータモーターに対してスクリーンから作用するトルクの変動をスクリーンの位置の関数として示すグラフである。
【図１】
2005061209.tif 000006
【図２】
2005061209.tif 000007
【図３】
2005061209.tif 000008
【図４】
2005061209.tif 000009
【図５】
2005061209.tif 000010